晶体管及其形成方法与流程

文档序号:12603812阅读:来源:国知局
晶体管及其形成方法与流程

技术特征:
1.一种晶体管的形成方法,其特征在于,包括:提供包括PMOS区域和NMOS区域的半导体衬底,所述半导体衬底表面形成有层间介质层、第一开口和第二开口,所述第一开口位于PMOS区域并贯穿所述层间介质层,所述第二开口位于NMOS区域并贯穿所述层间介质层;形成高K栅介质层,所述高K栅介质层覆盖第一开口底部和侧壁,并覆盖第二开口底部和侧壁;形成第一功函数层和第二功函数层,所述第一功函数层覆盖PMOS区域的高K栅介质层,所述第二功函数层覆盖NMOS区域的高K栅介质层;形成覆盖所述第一功函数层和第二功函数层表面的第一阻挡层,所述第一阻挡层的材料内部为无定形态;形成覆盖所述第一阻挡层表面的金属栅电极层,所述金属栅电极层与所述层间介质层表面齐平。2.如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡层由至少三种元素组成,且这三种元素的原子半径之间相差12%以上。3.如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡层的材料为TiAlN、TiTaN、TiAlC、TiTaC、WAlN或WAlC。4.如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡层的形成工艺为原子层沉积工艺。5.如权利要求4所述的晶体管的形成方法,其特征在于,当所述第一阻挡层的材料为TiAlN时,所述原子层沉积工艺的前驱反应物为氯化钛、三甲基铝和氨气;当所述第一阻挡层的材料为TiTaN时,所述原子层沉积工艺的前驱反应物为氯化钛、三甲基钽和氨气;当所述第一阻挡层的材料为TiAlC时,所述原子层沉积工艺的前驱反应物为氯化钛、三甲基铝和乙烷;当所述第一阻挡层的材料为TiTaC时,所述原子层沉积工艺的前驱反应物为氯化钛、三甲基钽和乙烷;当所述第一阻挡层的材料为WAlN时,所述原子层沉积工艺的前驱反应物为氟化钨、三甲基铝和氨气;当所述第一阻挡层的材料为WAlC时,所述原子层沉积工艺的前驱反应物为氟化钨、三甲基铝和乙烷。6.如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第二功函数层的材料为第一功函数层的材料的基础上加入金属原子。7.如权利要求6所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一功函数层的材料为氮化钛,所述第二功函数层的材料为氮铝化钛。8.如权利要求6所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一功函数层和第二功函数层的形成步骤包括:形成覆盖所述高K栅介质层的第一功函数层;形成覆盖所述第一功函数层表面的第二阻挡层,所述第二阻挡层的材料内部为无定形态;去除第二开口内的部分第二阻挡层,暴露出NMOS区域的第一功函数层,保留PMOS区域的第二阻挡层;去除第二开口内的部分第二阻挡层后,在所述第一开口和第二开口内的第一功函数层表面形成金属源层;形成金属源层后进行退火,使金属源层内的部分金属原子迁移至NMOS区域的第一功函数层内,形成第二功函数层。9.如权利要求8所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第二阻挡层由至少三种元素组成,且这三种元素的原子半径之间相差12%以上。10.如权利要求8所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第二阻挡层的形成工艺为原子层沉积工艺,其材料为TiAlN、TiTaN、TiAlC、TiTaC、WAlN或WAlC。11.如权利要求8所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述金属源层的材料为TiAl。12.如权利要求8所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一功函数层和第二功函数层的形成步骤还包括:形成第一功函数层后,形成覆盖所述第一功函数层的刻蚀停止层,所述第二阻挡层覆盖所述刻蚀停止层表面。13.如权利要求8所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:向所述半导体衬底内掺杂离子,并退火激活上述离子形成NMOS管的源区和漏区,激活离子形成源区和漏区的步骤和退火形成第二功函数层同时进行。14.一种晶体管,其特征在于,包括:包括PMOS区域和NMOS区域的半导体衬底;位于所述半导体衬底表面的层间介质层,所述层间介质层内具有贯穿其厚度的第一开口和第二开口,其中第一开口位于PMOS区域,第二开口位于NMOS区域;覆盖所述第一开口底部和侧壁、并覆盖第二开口底部和侧壁的高K栅介质层;覆盖PMOS区域的高K栅介质层表面的第一功函数层,覆盖NMOS区域的高K栅介质层表面的第二功函数层;覆盖所述第一功函数层和第二功函数层表面的第一阻挡层,所述第一阻挡层的材料内部为无定形态;覆盖所述第一阻挡层表面的金属栅电极层,所述金属栅电极层与所述层间介质层表面齐平。15.如权利要求14所述的晶体管,其特征在于,所述第一阻挡层由至少三种元素组成,且这三种元素的原子半径之间相差12%以上。16.如权利要求14所述的晶体管,其特征在于,所述第一阻挡层的材料为TiAlN、TiTaN、TiAlC、TiTaC、WAlN或WAlC。17.如权利要求14所述的晶体管,其特征在于,所述第二功函数层的材料为第一功函数层的材料的基础上加入金属原子。18.如权利要求14所述的晶体管,其特征在于,所述第一功函数层的材料为氮化钛,所述第二功函数层的材料为氮铝化钛。19.如权利要求14所述的晶体管,其特征在于,还包括:位于所述第一功函数层表面但暴露出第二功函数层表面的第二阻挡层,所述第二阻挡层的材料内部为无定形态。20.如权利要求19所述的晶体管,其特征在于,所述第二阻挡层由至少三种元素组成,且这三种元素的原子半径之间相差12%以上。21.如权利要求19所述的晶体管,其特征在于,所述第二阻挡层的材料为TiAlN、TiTaN、TiAlC、TiTaC、WAlN或WAlC。
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